Наклонный преобразователь для ультразвукового контроля цилиндрических изделий

 

Использование: ультразвуковой контроль цилиндрических изделий диаметром 25 - 60 мм. Сущность изобретения: преобразователь содержит выполненные из пластмассы призму и протектор с цилиндрической выточкой на рабочей поверхности и размещенный на призме пьезоэлемент с акустической осью, лежащей в продольной плоскости симметрии паза. При этом пьезоэлемент размещен на расстоянии 6 - 10 мм от рабочей поверхности призмы по акустической оси пьезоэлемента, а толщина h протектора, глубина t выточки и диаметр d пьезоэлемента выбраны из условий: h = (1 - 4) мм; 0,2 мм ≅ t < 1 мм , d > 5 мм, что позволяет при истирании поверхности выточки контролировать с помощью стандартного образца под угол призмы преобразователя и продлевать срок службы последнего путем уменьшения толщины протектора на величину углубления выточки. 2 ил.

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля цилиндрических изделий диаметром 25-60 мм с применением преобразователей на 5-10 МГц.

Известен наклонный преобразователь для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, содержащий призму, протектор с цилиндрической выточкой на его рабочей поверхности и пьезоэлемент, размещенный на призме так, что его акустическая ось лежит в продольной плоскости, образуя угол с осью симметрии цилиндрической выточки [1].

Преобразователь снабжен ловушкой, выполненной как единое целое с протектором и охватывающей переднюю и верхнюю грани призмы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является наклонный преобра- зователь для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, содержащий выполненные из пластмассы призму и протектор с цилиндрической выточкой на его рабочей поверхности, пьезоэлемент, размещенный на призме так, что его акустическая ось лежит в продольной плоскости симметрии цилиндрической выточки. При этом призма и протектор выполнены как единое целое [2].

Недостатками известных преобразователей для контроля цилиндрических изделий диаметром 25-60 мм являются малый срок службы преобразователя вследствие истирания поверхности выточки и невозможность проверки угла ввода ультразвуковых колебаний в процессе эксплуатации. Последнее снижает достоверность контроля.

Задача - создание наклонного преобразователя для ультразвукового контроля цилиндрических изделий диаметром 25-60 мм с повышенным сроком службы, позволяющего осуществлять проверку угла ввода ультразвуковых колебаний, что повышает достоверность контроля.

Это достигается тем, что в наклонном преобразователе для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, содержащем выполненные из пластмассы призму и протектор с цилиндрической выточкой на его рабочей поверхности и пьезоэлемент, размещенный на призме так, что его акустическая ось лежит в продольной плоскости симметрии цилиндрической выточки, пьезоэлемент размещен на расстоянии 6-10 мм от рабочей поверхности призмы по акустической оси пьезоэлемента, а толщина протектора t, глубина h выточки и диаметр d пьезоэлемента выбраны из условий: 0,2 мм ≅t < 1 мм (1) h = (1-4) мм (2) d≥5 мм (3) На фиг. 1, 2 показаны вид спереди и вид сбоку в разрезе наклонного преобразователя в процессе ультразвукового контроля цилиндрического изделия.

Преобразователь содержит призму 1, охватывающий ее корпус 2, установленный на призме пьезоэлемент 3 и протектор 4 с цилиндрической выточкой.

Позицией 5 на фиг. обозначено контролируемое изделие.

Призма и протектор преобразователя выполнены из одного материала как единое целое.

Преобразователь используют следующим образом.

Устанавливают преобразователь, у которого цилиндрическая выточка выполнена радиусом, равным радиусу контролируемого изделия, на поверхность последнего. В процессе сканирования излучают пьезоэлементом 3 через призму и протектор в изделие ультразвуковые колебания и принимают отраженные от дефекта эхо-сигналы, по которым определяют контролируемые параметры.

Начальная глубина выточки согласно изобретению выбрана равной 0,2 мм. В процессе контроля поверхность выточки истирается и ее глубина увеличивается до 1 мм. Измерение глубины выточки можно осуществить по поверхностям протектора 4, перпендикулярным продольной оси выточки, выбрав за начало отсчета торец корпуса 2, охватывающего призму.

Проверяют на стандартном образце СО-1 из оргстекла по ГОСТ 14782-86 угол призмы преобразователя по обычной методике, заполняя паз контактным веществом, например компрессорным маслом.

В случае, если угол ввода ультразвука не изменился, срезают часть протектора, уменьшая его толщину на 0,7-0,8 мм, при этом получают глубину выточки в начальных пределах (0,2 мм).

Если угол ввода ультразвука изменился, то часть протектора с выточкой можно срезать и выполнить выточку заново.

Преобразователь позволяет многократно осуществлять корректировку размера выточки и угла призмы преобразователя, что продлевает срок службы преобразователя при сохранении его основных эксплуатационных характеристик, а также увеличивает надежность контроля за счет постоянного измерения угла ввода (угла призмы по образцу СО-1 по ГОСТ 15782-86).

Призма и протектор могут быть выполнены, например, из плексиглаза или полистирола.

Заявляемый преобразователь может быть использован при контроле цилиндрических изделий диаметром 25-60 мм, при диаметре менее 25 мм контроль невозможен из-за большой кривизны изделия, при диаметре более 60 мм контроль изделий можно осуществлять преобразователями с плоской контактной поверхностью.

Формула изобретения

НАКЛОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий выполненные из пластмассы призму, протектор с цилиндрической выточкой на его рабочей поверхности и пьезоэлемент, размещенный на призме так, что его акустическая ось лежит в продольной плоскости симметрии цилиндрической выточки, отличающийся тем, что пьезоэлемент размещен на расстоянии 6 - 10 мм от рабочей поверхности призмы по акустической оси пьезоэлемента, а толщина h протектора, глубина t выточки и диаметр d пьезоэлемента выбраны из условий h = 1 - 4 мм; 0,2 ≅ t < 1 мм; d > 5 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2